امواج اولتراسوند

موضوع : امواج اولتراسوند

توضیح : این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

تعریف امواج فراصوت
ultrasound از ultra به معنی ماورا و نیز sound به معنی صوت یا صدا گرفته شده‌است. امواج فراصوت به شکلی از انرژی از امواج مکانیکی گفته می‌شود که فرکانس آنها بالاتر از حد شنوایی انسان باشد. گوش انسان قادر است امواج بین ۲۰ هرتز تا ۲۰۰۰۰ هرتز را بشنود. هر موج (شنوایی یا فراصوت) یک آشفتگی مکانیکی در یک محیط گاز، مایع و یا جامد است که به بیرون از چشمه صوتی و با سرعتی یکنواخت و معین حرکت می‌کند. در حرکت یا گسیل موج مکانیکی، ماده منتقل نمی‌شود. اگر ارتعاش ذرات در جهت عمود بر انتشار صوت باشد، موج عرضی است که بیشتر در جامدات رخ می‌دهد و در صورتی که ارتعاش در راستای انتشار امواج باشد، موج طولی است. انتشار در بافتهای بدن به صورت امواج طولی است. از این رو در پزشکی با اینگونه امواج سر و کار داریم.
اين امواج از ويژگيهاي ذکر شده در ذيل برخوردارند :
1-   موج با فرکانس بالاتر داراي طول موج کوتاه تر است. اين بدان معناست که تفرق بآساني اتفاق نمي افتد. اگر بخواهيم شعاع مستقيم و در يک جهت ثابت و متمرکز از موج تشکيل دهيم با موج اولتراسوند راحت تر به نتيجه مي رسيم تا صوت معمولي.
2-   امواج اولتراسوند براحتي از ديوار هاي فلزي يک ساختمان عبور مي کنند. اين بدان معناست که در کاربردهاي نظير اندازه گيري سطح سوخت مايع در يک تانک سيستم اندازه گيري را مي توان در خارج از تانک نيز نصب کرد.
سنسورهاي اولتراسونيك
امواج صوتي با فركانس‌هاي بالاتر از فركانس شنوايي ( امواج التراسونيك) را مي‌فرستند و امواج بازگشتي را دريافت مي‌كنند. از تاخير زماني و سرعت صوت در هوا براي تعريف فاصله از هدف استفاده مي‌كنند و همچنين مي‌توان تنها براي تشخيص هدف و وجود يا عدم وجود آن مورد استفاده قرار گيرد.
تاریخچه
در سال ۱۸۷۶ میلادی، فرانسیس گالتون برای اولین بار پی بوجود امواج فراصوت برد. در زمان جنگ جهانی اول کشور انگلستان برای کمک به جلوگیری از غرق شدن غم انگیز کشتی‌هایش توسط زیردریاییهای کشور آلمان در اقیانوس آتلانتیک شمالی دستگاه کشف کننده زیردریایی‌ها به کمک امواج صوتی به نام صوت‌یاب (Sonar) ابداع کرد. این دستگاه امواج فراصوت تولید می‌کرد که در پید اکردن مسیر کشتیها استفاده می‌شد. این تکنیک در زمان جنگ جهانی دوم تکمیل گردید و بعدها بطور گسترده‌ای در صنعت این کشور برای آشکار سازی شکافها در فلزات و سایر موارد مورد استفاده قرار می‌گرفت. از کاربرد بخصوصی که انعکاس صوت در جنگ و صنعت داشت صوت‌یاب به علم پزشکی وارد شد و تبدیل به یک وسیله تشخیصی بزرگ در علم پزشکی گردید.
جزئيات سنسورهاي التراسونيك
بخش‌هاي مختلف سنسورهاي التراسونيك:
1.    مولد ولتاژ بالا
2.    مبدل پيزوالکتريک (فرستنده و گيرنده)
3.    طبقه پردازش سيگنال
4.    طبقه خروجي
سنسور التراسونيک توسط مولد ولتاژ بالا (1) تحريک مي شود, مبدل (فرستنده – گيرنده)(2) يک موج التراسونيک پالسي توليد مي کند ( اين موج با توجه به نوع فراورده يا کالا  200 تا 500 کيلو هرتز است.) که از طريق هواي اطراف با سرعت صوت حرکت مي کند. وقتي موج به يک شيئ برخورد مي کند منعکس شده و به سمت مبدل برمي گردد.
يک ميکروکنترولر سيگنال دريافت شده را آناليز مي کند(3) و فاصله زماني بين فرستادن سيگنال و انعکاس آن را اندازه گيري مي کند. سپس با مقايسه اين زمان با زمان هاي از پيش تنظيم شده, حالت هاي خروجي را تعريف و کنترل مي کند.(4)
طبقه خروجي (4) يک دابل سويچ حالت جامد
   (ترانزيستور NPN و PNP ) وابسته به يک
  کنتاکت  Normally Open را کنترل مي کند.
روشهای تولید امواج فراصوت
فهرست مطالب
    امواج اولتراسوند      1
    تعریف امواج فراصوت      1
    سنسورهاي اولتراسونيك      2
    تاریخچه      3
    جزئيات سنسورهاي التراسونيك      3
    روشهای تولید امواج فراصوت     4
    روش مگنتو استریکسیون     5
    مزاياي سنسورهاي التراسونيك      5
    كاربرد سنسورهاي التراسونيك      5
    سونوگرافی      6
    کاربرد امواج فراصوت      6
    خطرات فراصوت      8
    درمان سرطان با اولتراسوند       8
    اولتراسوند تشخيصي ‏MRI ,  real – time      10
    اولتراسوند سه بعدی      10
    محدوديت ها      12
    منابع      12